CC BY
9
животным вводили суспензию МСК или физраствор по периметру раны.
Подкожная инъекция МСК-гипоксия способствовала ускорению деквамации струпа в 2,3 и 1,4 раза, а также способствовала уменьшению площади раны в 1,2 и 2,3 раза по сравнению с группами МСК-нормоксия и контроль соответственно. Таким образом, суспензия МСК, выращенных в гипоксии, является перспективным способом лечения ожогов, в том числе полученных в экстремальных для организма условиях гипотермии и гипоксии. Работа выполнена при поддержке гранта по соглашению от 28 ноября 2018 года № 14.575.21.0179 (идентификатор проекта RFMEFI57518X0179), заключенному между Минобрнауки РФ и МФТИ.
Литература:
1. Han Y. et al. Cells. 2019. V. 8 (8). P. 886.
2. Fan X.L. et al. Cellular and molecular life sciences. 2020. V. 77 (14). P. 2771-2794.
3. Samal J.R. K. et al. Advanced Healthcare Materials. 2021. V. 10 (6). P. 2002058.
ПОЛУЧЕНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА ИПСК
ИЗ КЛЕТОК ЧЕЛОВЕКА С МУТАЦИЕЙ
В ГЕНЕ GNAO1 ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ
НАСЛЕДСТВЕННОЙ ЭПИЛЕПСИИ
Е.А. Воловиков1, 2, Д.М. Спирин1, 2,
А.Н. Богомазова1
1 ФНКЦ физико-химической медицины ФМБА России, Москва, Россия
2 Биологический факультет, МГУ
им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: ИПСК, GNAO1, нейроны, эпилепсия
Ген GNAO1 кодирует альфа-субъединицу гетеротри-мерного комплекса G-белков. Мутации в этом гене являются причиной ранней эпилептической энцефалопатии 17-го типа (РЭЭ17) [1]. Известно две белковых изофор-мы GNAO1 [2], но их функциональная значимость изучена недостаточно. Существующие животные модели РЭЭ17 не полностью воспроизводят молекулярную патологию заболевания [3]. Ввиду того, что РЭЭ17 является наследственным заболеванием с ранним появлением первых симптомов, особый интерес представляют молекулярные механизмы патогенеза на ранних стадиях развития организма. Таким образом, целью нашей работы стала разработка клеточной модели РЭЭ 17-го типа и изучение функций GNAO1 в эмбриогенезе.
Нами были получены фибробласты кожи от пациента с диагностированной РЭЭ17, которые затем репрограммировали до плюрипотентного состояния неинтегративным методом. Полученные ИПСК были охарактеризованы и обладают нормальным кариотипом. Направленной дифференцировкой из ИПСК с мутацией в гене GNAO1 и из ИПСК здоровых доноров были получены культуры нейронов и органоиды мозга. Экспрессию обеих белок-кодирующих изоформ GNAO1 в ИПСК, нейрональных предшественниках и органоидах показали на уровне РНК. Методом ИЦХ было показано, что в ИПСК GNAO1 локализован преимущественно в ядре, в то время как в зрелых нейронах он локализован преимущественно в цитоплазме.
Полученные данные позволяют предположить, что роль GNAO1 в раннем эмбриональном развитии
отличается от таковой в зрелом мозге и могут послужить базой для дальнейших исследований.
Литература:
1. Feng H. et al. Neurobiol Dis. 2018. 116:131-141
2. Murtagh J.J. Jr et al. Mol Cell Biol. 1991. 11(2):1146-1155
3. Feng H. et al. PLOS ONE. 2019. 14(1):e0211066
РЕГУЛЯЦИЯ АДИПОГЕННОЙ ДИФФЕРЕНЦИРОВКИ МУЛЬТИПОТЕНТНЫХ МЕЗЕНХИМНЫХ СТРОМАЛЬНЫХ КЛЕТОК ГЛЮКАГОНОПОДОБНЫМ ПЕПТИДОМ-1
Н.С. Волошин1, К.Ю. Кулебякин1, 2
1 Кафедра биохимии и молекулярной медицины, Факультет Фундаментальной Медицины, МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
2 Лаборатория молекулярной эндокринологии, Институт регенеративной медицины МНОЦ МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: мезенхимные стволовые/стромальные клетки, адипогенная дифференцировка, адипогенез, ГПП-1, лираглутид, ДПП-4, алоглиптин.
В современном мире заболеваемость ожирением и сахарным диабетом неуклонно растет. В то же время фармакологическая индустрия предлагает все больше методов борьбы с этими заболеваниями, в частности, становятся популярнее препараты, относящиеся к сигнальной системе глюкагоноподобного пептида-1 (ГПП-1) — агонисты рецептора ГПП-1 и ингибиторы ДПП-4. Однако в современной литературе данные о влиянии глюкагоноподобного пептида-1 на адипогенез, нарушение которого является ключевым звеном патогенеза метаболического синдрома, противоречивы: в исследованиях на клетках мыши продемонстрировано положительное влияние ГПП-1 на адипогенез [1], в то время как на клетках человека показано обратное [2]. Но работы, проведенные на клетках человека, обладают рядом недостатков, например, нет работ, проведенных на клетках, полученных от здоровых доноров.
Целью нашей работы является исследование влияния ГПП-1, его комбинации с ингибитором ДПП-4 алоглипти-ном, а также агониста ГПП-1 лираглутида на адипоген-ную дифференцировку мультипотентных мезенхимных стромальных клеток (ММСК) из подкожной жировой клетчатки живота, полученных от здоровых доноров.
Оценка адипогенной дифференцировки ММСК производилась при помощи флуоресцентной микроскопии с окраской Nile Red на 14-й день, ПЦР в реальном времени с обратной транскрипцией на гены-маркеры адипо-генной дифференцировки — PPARy и адипонектин. Также оценка динамики адипогенной дифференцировки производилась при помощи фазово-контрастной микроскопии клеток на протяжении нескольких дней с последующим автоматическим подсчетом клеток с жировыми каплями при помощи свёрточных нейронных сетей из модуля NIS. ai в ПО NIS Elements AR.
Полученные данные свидетельствуют в пользу того, что ни лираглутид, ни комбинация ГПП-1 с ингибитором ДПП-4 алоглиптином не влияют на накопление клетками жировых капель, однако лираглутид значимо изменяет экспрессию адипонектина и PpARy, что наблюдается в гораздо меньшей степени для комбинации ГПП-1 и ало-глиптина и совсем не наблюдается для только ГПП-1.
Следовательно, участники сигнальной системы ГПП-1 участвуют в регуляции адипогенной дифференцировки ММСК в первую очередь за счет изменения экспрессии генов-маркеров адипогенной дифференцировки, не влияя при этом значимо на накопление клетками жировых капель. С точки зрения метаболической выгоды лираглу-тид является более выгодным, чем ингибиторы ДПП-4, за счет более выраженного повышения экспрессии ади-понектина в зрелых адипоцитах.
Работа поддержана грантом РНФ № 21-15-00311 «Механизмы межклеточной коммуникации в поддержании гомеостаза и регуляции обновления жировой ткани».
Литература:
1. Zhang F. et al. Iscience. Elsevier, 2021. Vol. 24, № 12. P. 103382.
2. Cantini G. et al. Molecular and cellular endocrinology. Elsevier, 2014. Vol. 402. P. 43-50.
РЕГЕНЕРАЦИЯ КОЖИ: ОЧЕВИДНЫЕ МОДЕЛИ И НЕОЧЕВИДНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
Е.А. Воротеляк, Е.И. Моргун, Э.С. Чермных, О.С. Роговая, Е.П. Калабушева
ФГБУН Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН, Москва, Россия
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: кожа, острая рана, ишемизированная рана, регенерация, моделирование на животных
Для проведения исследований в области регенерации кожи возможно использование моделей как in vitro, так и in vivo. В коже млекопитающих преобладающими типами клеток являются фибробласты и кератиноциты. В подавляющем большинстве исследований по заживлению ран in vitro используют один или оба из этих типов клеток. Изучение клеточного поведения в двумерных условиях культуры дает возможность исследовать конкретные мишени с минимальным воздействием внешних факторов. Однако, подобные внешние факторы критичны в условиях in vivo (паракринная сигнализации, трехмерный сигнальный каскад и т. д.) и их отсутствие, как правило, ограничивает применение исследований in vitro. Сложный процесс заживления ран в естественных условиях не может быть полностью воспроизведен в культуральной чашке, и модели на животных являются необходимым инструментом в изучении патологий кожи и ранозаживления.
Для изучения заболеваний кожи используют различные виды животных, от грызунов до приматов. Однако по разным причинам грызуны остаются наиболее распространенным объектом. Существуют сотни мышиных моделей с заболеваниями человека, и во многих случаях ген интереса, вызывающий болезнь, мутирован и у человека и у мыши. Мыши и крысы также в подавляющем большинстве случаев используются для изучения рано-заживления. Описаны различные модели ран, в том числе ожоговая, резаная, полнослойная, ишемически — ре-перфузионное повреждение ткани (модель пролежневых язв, хронических ран), ишемизирование лоскута. Выбор типа нанесения раны зависит от целей исследования и предполагаемого ожидаемого терапевтического эффекта от исследуемого агента.
Однако кожа грызунов имеет ряд отличительных черт, которые могут существенно повлиять на интерпретацию результатов. Кроме того, методы анализа патологических процессов тоже не всегда релевантны.
На современном уровне знаний о патологии кожи и процессов регенерации необходимо весьма тщательно подходить к выбору модели и методов оценки результатов. Работа ведется за счет гранта Российского научного фонда (проект № 21-74-30015).
ГЕНЕТИЧЕСКИ КОДИРУЕМАЯ МЕТКА ДЛЯ НЕИНВАЗИВНОГО МОНИТОРИНГА МЕЗЕНХИМАЛЬНЫХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК
А.Н. Габашвили1, Д.Д. Наместникова2, 3, И.Л. Губский2, 3, К.К. Сухинич4, Н.А. Александрушкина5, Н.С. Чмелюк1, 2, С.С. Водопьянов1, 5, А.С. Семкина2, 6, М.В. Ефремова7, 8, П.И. Макаревич5, М.А. Абакумов1, 2
1 НИТУ МИСиС, Москва, Россия
2 ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России, Москва, Россия
3 ФГБУ Федеральный центр мозга и нейротехнологий ФМБА России, Москва, Россия
4 ФГБНУ Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН, Москва, Россия
5 МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
6 ФГБУ НМИЦ ПН им. В.П. Сербского Минздрава России, Москва, Россия
7 Technische Universität München, München, Arcisstraße, Germany
8 Helmholtz Zentrum München GmbH, Neuherberg, Germany
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: инкапсулины, МРТ-визуализация, стволовые клетки, отслеживание клеток
В последнее десятилетие мезенхимальные стволовые клетки (МСК) все чаще используются в качестве препаратов для терапии ряда заболеваний нервной системы, в силу своей уникальной способности к самообновлению и дифференцировке.
Выбор оптимального пути введения клеток и таргет-ность доставки могут иметь решающее значение в реализации терапевтической эффективности клеточного препарата. Необходим контроль клеток после введения, чтобы избежать побочных эффектов, таких как злокачественная трансформация или нежелательная пролиферация клеток. В силу чего, долгосрочный неинвазивный мониторинг клеток после введения является крайне актуальной задачей.
В настоящем исследовании представлена клеточная линия МСК человека, содержащая генетически кодируемую метку на основе инкапсулина бактерии Quasibacillus thermotolerans (Q.thermotolerans, Qt). Инкапсулин представляет собой белковую оболочку диаметром 42 нм, образующуюся путем самосборки из 240 белков-мономеров (32,2 kDa каждый), внутри которой находится грузовой белок — фермент IMEF (Iron-Mineralizing Encapsulin-Associated Firmicute, 42 димера, 22,6 kDa каждый), окисляющий двухвалентное железо до трехвалентного. Таким образом, образуется икосаэдр с поистине огромным весом 9,6 MDa, внутри которого может накапливаться около 30 000 атомов железа [1], что делает инкапсулин Qt прекрасным кандидатом для использования в качестве МРТ метки.
Гены, кодирующие метку, были встроены в геном МСК методом лентивирусной трансдукции, что позволило получить стабильную клеточную линию. Экспрессия элементов генетической метки была подтверждена методами ПЦР
